Oksikaasuhitsaus on yksi fuusiohitsausprosessi, jossa komponentit liitetään pysyvästi yhteen. Täällä lämpöä saadaan polttamalla sopivaa kaasumaista hiilipitoista polttoainetta hapen kanssa. Mahdollinen polttoaine oksi-polttoaineen kaasuhitsaus aiheuttaa asetyleeni, propyleeni, propaani, MAPP (metyyliasetyleeni-propadieeni propaani) kaasu, ja maakaasu; kuitenkin asetyleeni (C2H2) käytetään usein, koska se tarjoaa maksimaalisen liekin lämpötila. Sekä polttoaine että happi varastoidaan erikseen sylintereihin, ja nämä sekoitetaan soihtuun ennen seoksen toimittamista suuttimen kautta. Tämän jälkeen seos sytytetään liekiksi. Asetyleenin ja hapen välinen eksoterminen palamisreaktio tuottaa lämpöä. Tällä lämmöllä sulatetaan pohjalevyjen ja lisäaineen huokospinnat hitsaushelmen muodostamiseksi. Tietyn polttoaineen tilavuusyksikköä (tai massayksikköä) kohti täydellistä palamista varten tarvitaan aina tietty määrä happea (tai massaa). Tietyn polttoaineen vaadittu hapen määrä / massa voidaan teoreettisesti saada stoikiometrisellä analyysillä. Asetyleenin palamisessa hapessa stoikiometrinen happi-polttoaine-suhde on 13,26 : 1 (massan perusteella) tai 11,92: 1 (tilavuuden perusteella). Se osoittaa, että 1 kg asetyleenin täydelliseen palamiseen tarvitaan 13,26 kg happea. Vaihtoehtoisesti 1 m3 asetyleenin täydelliseen palamiseen tarvitaan 11,92 m3 happea.
oksi-asetyleenikaasuhitsauksessa, jos happi-asetyleeniseos on stoikiometrinen, syntyy liekki on neutraali liekki. Tässä koko suuttimen kautta syötetty asetyleeni ja happi reagoivat keskenään muodostaen hiilidioksidia ja vesihöyryä, eikä asetyleeniä tai happea jää palamisen jälkeen jäljelle. Vastaavasti, jos asetyleeniä on enemmän kuin tarvitaan stoikiometrisesti, niin tietty määrä asetyleeniä jää jäännökseksi. Syntyvää liekkiä kutsutaan Karburisoivaksi liekiksi tai pelkistäväksi Liekkiksi. Koska asetyleeni on hiilipitoinen alkuaine, niin ylimääräinen asetyleeni voi reagoida sulan hitsikuulan sisältämien happielementtien kanssa. Tämä voi johtaa kova ja hauras hitsin helmi. Toisaalta, jos happea on enemmän kuin tarvitaan stoikiometrisesti, niin tietty määrä happea jää jäljelle senkin jälkeen, kun koko asetyleeni on palanut kokonaan. Syntyvää liekkiä kutsutaan hapettavaksi liekiksi, sillä ylimääräinen happi voi edelleen hapettaa sulan hitsikuulan alkuaineita. Edellä on esitetty kolmen liekkityypin tyypillinen ulkonäkö. Erilaisia yhtäläisyyksiä ja eroja karburisoivan tai pelkistävän liekin ja hapettavan liekin välillä on esitetty alla taulukkomuodossa.
- liekkityypistä riippumatta kaasumaisen hiilipitoisen polttoaineen ja hapen saanti on kiistatta välttämätöntä. Polttoaineen ja hapen suhteellisen virtausnopeuden perusteella liekkityyppi muuttuu.
- polttoaineen ja hapen välinen palaminen tapahtuu molemmissa liekkityypeissä. Tosin palamisen täydellisyys vaihtelee eri liekkityyppien osalta.
- sisempi vaalea kartio muodostuu juuri suuttimen ulostulon kohdalle liekkityypistä riippumatta. Tämän sisäkartion koko, lämpötila ja lämpöteho kuitenkin vaihtelevat liekkityypin mukaan.
- useimmissa teollisuuden kaasuhitsaussoihduissa on säännös, jolla asetyleenin ja hapen syöttönopeutta voidaan erikseen manipuloida. Pelkistävä liekki voidaan siis helposti muuntaa neutraaliksi tai hapettavaksi liekiksi säätämällä venttiilejä jo hitsauksen aikana tai päinvastoin.
pelkistävän liekin ja hapettavan liekin erot
| Karburisoiva tai pelkistävä liekki | hapettava liekki |
|---|---|
| karburisoiva liekki saadaan, kun stoikiometrisesti täydelliseen palamiseen tarvitaan vähemmän happea. | hapettava liekki saadaan, kun saadaan stoikiometrisesti täydelliseen palamiseen tarvittavaa ylimääräistä happea. |
| kaasumaisten polttoaineiden (kuten asetyleenin, propyleenin, propaanin, maakaasun jne.) tapahtuu liekin sisällä. | kaasumaisen polttoaineen täydellinen palaminen tapahtuu liekin sisällä. Vaikka koko polttoaine palaisi loppuun, happea jää liikaa. |
| kariseva liekki koostuu kolmesta erillisestä kerroksesta (i) sisempi valkoinen kartio, (ii) väli punertava liekkisulka ja (iii) ulompi sinertävä liekki. | hapettava liekki koostuu tyypillisesti kahdesta kerroksesta (I) sisempi valkoinen kartio ja (ii) ulompi sinertävä liekki. |
| hapen niukkuuden vuoksi palamisreaktion ensimmäinen vaihe (asetyleeni hiilimonoksidiksi) tapahtuu laajemmalla alueella. Tämä johtaa verrattain suurempaan sisäkartioon. | liiallisen hapensaannin vuoksi palamisreaktion ensimmäinen vaihe tapahtuu nopeasti pienellä alueella. Tämä johtaa pienempään sisäkartioon. |
| suuremman koon vuoksi keskilämpötila sisäkartiossa on suhteellisesti pienempi (noin 2900°C). Lämpöteho on myös suhteessa pienempi sisäkartion kohdalla. | pienemmän koon vuoksi lämpöteho ja lämpötila ovat enemmän sisäkartion kohdalla. Sisemmän kartion lämpötila voi olla jopa 3300°C. |
| Karburisoiva liekki voi (i) indusoida hiiliatomeja hitsihelmeen tai (ii) ottaa happiatomeja pois hitsihelmestä. | hapettava liekki voi (i) diffuusi happiatomeja hitsihelmeen tai (ii) ottaa hiiliatomeja hitsihelmestä. |
| karburoivalla liekillä muodostunut hitsihelmi voi olla jonkin verran kova ja hauras kuin vastaavat kantakomponentit. | karburoivalla liekillä muodostettu hitsikuula voi olla verrattain pehmeämpi ja sitkeämpi kuin vastaavat kantakomponentit. |
| kaasuhitsaus tällä liekillä on hiljaisempaa. | kaasuhitsaus tällä liekillä voi olla suhteellisesti meluisampaa. |
| Karburisoivaa liekkiä voidaan käyttää, kun komponentit ovat runsaasti hiiltä tai hapettomia. Tätä liekkiä käytetään yleisesti yhdistettäessä hiiliterästä, valurautaa, pikaterästä, hapetonta kuparia jne. | hapettava liekki on edullinen yhdistettäessä vähähiilisistä rautaseoksista ja ei-rautaseoksista valmistettuja komponentteja. |
